Python 小试身手——破解 LeetCode 2336

2023-10-08 14:51:20

Python 世界中，算法的魅力无处不在，LeetCode 便是一个绝佳的试炼场，而 2336 题更是众多编程爱好者心中的经典挑战。在本文中，我们将携手踏上征程，用 Python 征服这个难题，一探小根堆的奥秘，揭开无限集合中的最小数字！

前奏：初识 LeetCode 2336

LeetCode 2336 题的故事发生在一个奇妙的数学世界，那里有一个无限的集合，集合中的数字按从小到大的顺序排列。然而，有一个神秘的规则：集合中的每个数字都比前一个数字大至少 2。换句话说，集合中的数字序列如下：

1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, ...

你的任务是编写一个 Python 程序，给定一个数字 x，找到集合中第一个大于或等于 x 的数字。

第一乐章：Python 小试身手

Python 的强大足以让我们轻松应对这个挑战，首先，我们导入 heapq 模块，它将为我们提供小根堆所需的工具。然后，我们定义一个小根堆，并用给定的数字 x 作为堆的根节点。接下来，我们将无限循环，每次循环中，我们从堆中弹出堆顶元素，并判断它是否大于或等于 x。如果是，我们找到了答案，并将其打印出来；如果不是，我们将把堆顶元素的下一个数字（比它大至少 2）加入堆中，继续循环。

import heapq

def find_smallest_number(x):
  """
  Finds the first number in the infinite set that is greater than or equal to x.

  Args:
    x: The given number.

  Returns:
    The first number in the infinite set that is greater than or equal to x.
  """

  # Create a min heap with x as the root node.
  heap = [x]
  heapq.heapify(heap)

  # Infinite loop to find the first number greater than or equal to x.
  while True:
    # Pop the top element from the heap.
    top = heapq.heappop(heap)

    # Check if the top element is greater than or equal to x.
    if top >= x:
      # Found the answer, return it.
      return top

    # Add the next number (top + 2) to the heap.
    heapq.heappush(heap, top + 2)

# Example usage.
x = 5
result = find_smallest_number(x)
print(result)